processo de cominuição por atomização de pó metálico

Método de preparação de pó por impacto ou outro meio de quebra de metais ou ligas metálicas líquidas em minúsculas gotículas por um fluido em movimento rápido (meio atomizador) e posterior condensação dessas gotículas em pó sólido. A atomização é o melhor método para produzir pó totalmente ligado, também chamado de pó pré-ligado. Cada partícula do pó não só possui a mesma composição química uniforme da liga fundida, como também refina a estrutura cristalina devido à solidificação rápida, eliminando a macrosegregação da segunda fase.

O método de atomização pode ser dividido em dois tipos: o "método de dois fluxos" (fluxo de liga líquida triturada pelo fluxo do meio de atomização) e o "método de fluxo único" (fluxo de liga líquida triturada por outros meios). O primeiro se divide em meio de atomização gasoso (hélio, névoa, nitrogênio, ar) e líquido (água, óleo), enquanto o segundo utiliza métodos como atomização centrífuga e atomização a vácuo com gás dissolvido.

Os métodos mais utilizados são a atomização a gás e a atomização por água. No processo de atomização, o metal bruto é fundido em uma liga líquida qualificada (aquecida a 100 ~ 150 °C) em um forno elétrico ou de indução e, em seguida, injetado em um distribuidor localizado acima do bocal de atomização. A liga líquida flui pelo orifício inferior do distribuidor e é atomizada em pequenas gotículas ao encontrar o fluxo de ar ou água em alta velocidade através do bocal. Em geral, as partículas de pó atomizadas por gás inerte têm formato arredondado, com o menor teor de oxigênio (abaixo de 100 × 10⁻⁶) e podem ser transformadas em produtos densificados diretamente por técnicas de termoformagem, como a prensagem isostática a quente. A maioria das partículas de pó atomizadas por água tem formato irregular, alto teor de oxigênio (acima de 600 × 10⁻⁶) e precisa ser recozida, mas possui boa compressibilidade e pode ser moldada por prensagem a frio e, em seguida, sinterizada em peças mecânicas.

O método de atomização mencionado acima é de fácil industrialização em larga escala, mas, devido ao contato da liga líquida com a escória e o cadinho refratário, é inevitável a introdução de inclusões não metálicas no pó resultante. Portanto, com base no princípio ESR (aquecimento por eletroescória), a Soderfors Powder Company da Suécia foi a primeira a modificar o distribuidor de 7 toneladas para um dispositivo ESR. Dessa forma, o teor de inclusões não metálicas no pó de aço rápido obtido por atomização com nitrogênio foi reduzido para 1/10 do teor original, e a resistência à flexão do aço rápido em pó ASP aumentou de 3500 MPa para mais de 4000 MPa.

A medida para evitar completamente e eficazmente a contaminação por óxidos é adotar o método de atomização de "fluxo único", por exemplo, o método de atomização por eletrodo rotativo (ver método de eletrodo rotativo). Além disso, existe um método de atomização por solução a vácuo que também pode produzir pó esférico de alta pureza. O princípio é o seguinte: quando o líquido da liga supersaturado com gás sob pressão é repentinamente exposto ao vácuo, o gás dissolvido escapa e se expande, causando a atomização do líquido da liga, que então se condensa em pó. Para ligas de matriz de níquel, cobre, cobalto, ferro e alumínio, o método de dissolução de hidrogênio pode ser usado para obter o pó de atomização por gás dissolvido a vácuo.